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Hebelschaltwerk für elektromagnetischen Vberstromselbstschalter
Elektromagnetische Überstromselbstschalter, die dazu dienen, an Stelle von Schmelzsicherungen einen Stromkreis bei Überschreitung eines vor- gegebenen kritischen Wertes abzuschalten, be- ruhen auf dem Prinzip, dass der zu kontrollierende
Strom eine Spule durchfliesst, die auf einen Anker von magnetischem Material einwirkt, der mit einer einstellbaren Feder vorgespannt ist. Bei der kritischen Stromstärke überschreitet die magnetische Anziehungskraft die Gegenwirkung der Feder, was zur Folge hat, dass der Anker bei seiner Bewegung eine Klinke entriegelt, so dass die in einer Speicherfeder angesammelte Energie frei wird und den Ausschalter betätigt.
Es ist auch schon bekannt, die Verriegelung der
Speicherfeder durch einen Drehkeil zu bewirken, auf dessen Halbwelle in gespanntem Zustand das Ende eines einarmigen Hebels aufruht, wobei die Kraftübertragung zwischen dem erwähnten einarmigen Hebel und der Speicherfeder durch ein einen Kniehebel enthaltendes Hebelschaltwerk erfolgt. Obgleich mit solchen Konstruktionen gute Ergebnisse erzieltwerdenkonnten, haftet ihnen der Nachteil an, dass kleine Abweichungen in den Dimensionierungen der Einzelteile bereits grosse Unterschiede in der Winkellage der empfindlichen Teile des Hebelschaltwerkes mit sich bringen, so dass viel Justierarbeit bei der Montage notwendig ist, um einen Schalter für eine bestimmte Auslösestromstärke einzustellen und stabiles Funktionieren zu gewährleisten.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass zur Vermeidung dieses Übelstandes darauf geachtet werden muss, dass in der Nähe der Auslösestellung des Hebelschaltwerkes schlecht definierte Lagen der Hebelanordnung vermieden werden müssen. Unter"schlecht definierte Lagen"sind dabei Hebelstellungen in der Nähe eines Totpunktes verstanden, also solche, bei denen ein extremes Übersetzungsverhältnis auftritt bzw. bei sehr kleinen Verschiebungen auf der Kraftseite sehr grossen auf der Lastseite entsprechen und umgekehrt. In solchen Fällen spielt der unvermeidliche Totgang der Gelenke und Ungenauigkeit in der Serienfabrikation der Einzelteile eine besonders schädliche Rolle. In diesem Sinne sind insbesondere Kniehebelkonstruktionen verwerflich, bei denen das Knie nach der entgegengesetzten Seite seiner ur- sprünglichen Lage durchgedrückt wird.
In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung veranschaulicht. Fig. 1 zeigt die normale Betriebsstellung des Hebelschaltwerkes, also bei geschlossenem Kontakt und gespannter
Speicherfeder. Fig. 2 zeigt eine Übergangsstellung während der Abschaltung und Fig. 3 die Stellung nach erfolgter Abschaltung.
In Fig. 1 bedeutet 1 den Drehkeil, der von dem nicht dargestellten Anker der Auslösespule be- tätigt wird. Dieser Drehkeil besteht in bekannter
Weise aus einer halbzylindrischen Welle, auf der das Ende des einarmigen Hebels 2 aufruht.
Der Hebel 2 ist mit einem Langloch 3 ausgestattet, das als Kulissenführung für das Ende des einen Schenkels des starren Winkelhebels 4 dient. Der andere Schenkel des Winkelhebels 4 bildet mit dem einarmigen Hebel 5 einen Kniehebel. 6 ist der Gelenkpunkt dieses Kniehebels.
Der Kniehebel steht unter der doppelten Einwirkung von Federkräften, u. zw. wirkt auf den Drehpunkt 7 die Speicherfeder 8 mittels des einarmigen Hebels 9, während auf den Drehpunkt 10 eine nicht dargestellte Feder einwirkt, welche bestrebt ist, die Scheibe 11 (Spannschalter) im Sinne des Uhrzeigers zu drehen. Der Drehpunkt 10 koppelt die Scheibe 11 mit dem einarmigen Hebel 5. Mit dem einarmigen Hebel 9 ist der (nichtgezeichnete) Schaltkontakt verbunden.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Stellung ist der Schalter geschlossen und die Speicherfeder 8 gespannt. Sie ist daran gehindert sich zu entspannen, weil bei einer virtuellen Drehung des Hebels 9 im Sinne des Uhrzeigers der Gelenkpunkt 6 des Kniehebels gegen die Kulisse drückt und durch Aufruhen des Hebels 2 auf dem Drehkeil an der Bewegung verhindert wird.
Ebenso kann sich die Torsionsfeder der Scheibe 11 (Spannschalter) nicht entspannen, weil eine virtuelle Drehung dieser Scheibe im Sinne des Uhrzeigers das gleiche Hemmnis vorfindet. Wenn aber der (nicht gezeichnete) Anker der Auslösespule angezogen wird, so bewirkt dies eine Drehung des Drehkeils 1 und unter der Wirkung der Speicherfeder 8 schnellt der Drehpunkt 6 des Kniehebels, wie in Fig. 2 dargestellt, nach links. Die in Fig. 2 dargestellte Lage besteht nur für ausserordentlich kurze Zeit, denn auch die
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Torsionsfeder der Scheibe 11 kann sich nun betätigen, wodurch im ersten Moment der End- punkt des Hebels 2 noch weiter nach links ver- schoben, im weiteren Verlauf der Drehung der Scheibe 11 wieder nach rechts zurückgezogen wird.
Fig. 2 zeigt also eine Übergangsstellung, bei der die Unterbrechung des Stromes schon stattgefunden hat, der Anker aber noch nicht in seine Ruhestellung zurückgegangen ist. Un- mittelbar nachher schnappt die Scheibe 11 mit dem Handgriff 12 in die in Fig. 3 dargestellte Lage und der Drehkeil 1 kehrt in die ursprüngliche
Lage zurück, da die Auslösespule durch die erfolgte Unterbrechung schon wieder stromlos geworden ist. Nun ist die Speicherfeder 8 ent- spannt und der Stromkreis unterbrochen. Durch
Umlegen des Handgriffes 12 entgegen dem
Sinn des Uhrzeigers wird wieder die Einschaltungs- stellung gemäss Fig. 1 hergestellt.
Bemerkt sei noch, dass der einarmige Hebel 9 mit einem
Anschlag 13 versehen ist, der gegen eine
Arretierung 14 zur Auflage kommt und dadurch die Entspannung der Speicherfeder begrenzt.
Der Vierkant 15, auf welchen die Speicherfeder 8 eingreift, setzt sich senkrecht zur Zeichenebene in die Welle fort, welche den Ausschalter betätigt.
Die Erfindung ist keineswegs auf eine Ausführung beschränkt, die in den Figuren dargestellt ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Hebelschaltwerk für elektromagnetische Überstromselbstschalter mit Kniehebel, von dem ein Schenkel unter der Einwirkung des Spannschalters (11), der andere unter der einer Speicherfeder (8) steht, dadurch gekennzeichnet, dass einer dieser Schenkel über den Drehpunkt des Kniehebels hinaus als starrer Winkelhebel (4) verlängert ist, dessen Ende in die Kulisse (3) eines einarmigen Hebels (2) eingreift, der auf dem durch den Auslöseanker betätigten Drehkeil (1) aufruht, wobei die Anordnung so getroffen ist, dass der Drehpunkt (6) des Kniehebels während des ganzen Betätigungsvorganges niemals die Verbindungsgerade zwischen den Endpunkten
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